Name: לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: למד לזהות פגמים תת קרקעיים בפלדה באמצעות חימום מובנה ותרמוגרפיה פוטותרמית לייזרית. שיטה זו מאפשרת גילוי רגיש של פגמים קטנים ועמוקים ללא הרס.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

ברצוננו להודות לטאארנה סטודמונד ולהאגן ונדלר על שצילמנו את מערך הניסוי וכמו הכינו אותם לפרסום דמות. יתר על כן, ברצוננו להודות אן הילדברנדט להכנת המדגם ו Sreedhar Unnikrishnakurup, אלכסנדר בטיג ופליקס Fritzsche לקריאה הוכחה.

<ol><li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4963139?journalCode=apl">Laser-projected photothermal thermography using thermal wave field interference for subsurface defect characterization.</a> Appl. Phys. Lett. 109 (12), 123504(2016).</li>
<li>Ibarra-Castanedo, C., Tarpani, J. R., Maldague, X. P. V. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/34/6/S91/meta">Nondestructive testing with thermography.</a> Eur. J. Phys. 34 (6), 91-109 (2013).</li>
<li>Maldague, X. P. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/228794492_Introduction_to_NDT_by_active_infrared_thermography">Introduction to NDT by active infrared thermography.</a> Mater. Eval. 60 (9), 1060-1073 (2002).</li>
<li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869510001076">Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography.</a> Ndt&E Int. 44 (2), 216-225 (2011).</li>
<li>Lugin, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869513000315">Detection of hidden defects by lateral thermal flows.</a> Ndt&E Int. 56, 48-55 (2013).</li>
<li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/22/3/035701/meta">Crack imaging by scanning laser-line thermography and laser-spot thermography.</a> Meas. Sci. Technol. 22 (3), (2011).</li>
<li>Pech-May, N. W., Oleaga, A., Mendioroz, A., Salazar, A. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10921-016-0344-x">Fast Characterization of the Width of Vertical Cracks Using Pulsed Laser Spot Infrared Thermography.</a> Journal of Nondestructive Evaluation. 35 (2), 22(2016).</li>
<li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThiel%2C+E+%22Proc.+SPIE+9761%22">Proc. SPIE 9761</a>. Douglass, M. R., King, P. S., Lee, B. L. , Spie-Int Soc Optical Engineering. (2016).</li>
<li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="https://www.wcndt2016.com/">Proc. WCNDT 2016</a>. , 6(2016).</li>
<li>Mandelis, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMandelis%2C+A+%22Diffusion-Wave+Fields%3A+mathematical+methods+and+Green+functions%22">Diffusion-Wave Fields: mathematical methods and Green functions</a>. , Springer-Verlag. (2001).</li>
<li>Almond, D., Patel, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlmond%2C+D+%22Photothermal+Science+and+Techniques%22">Photothermal Science and Techniques</a>. 10, Chapman & Hall. (1996).</li>
<li>Salazar, A. <a target="_blank" href="http://www.ehu.eus/photothermal/EurJPhys2006.pdf">Energy propagation of thermal waves.</a> Eur. J. Phys. 27 (6), 1349-1355 (2006).</li>
<li>Bennett, C. A., Patty, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+wave+interferometry%3A+a+potential+application+of+the+photoacoustic+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Thermal wave interferometry: a potential application of the photoacoustic effect.</a> Appl. Opt. 21 (1), 49-54 (1982).</li>
<li>Busse, G. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.93942?journalCode=apl">Stereoscopic depth analysis by thermal wave transmission for nondestructive evaluation.</a> Appl. Phys. Lett. 42 (4), 366(1983).</li>
<li>Holtmann, N., Artzt, K., Gleiter, A., Strunk, H. P., Busse, G. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17686733.2012.741919">Iterative improvement of Lockin-thermography results by temporal and spatial adaption of optical excitation.</a> Qirt J. 9 (2), 167-176 (2012).</li>
<li>Pribe, J. D., Thandu, S. C., Yin, Z., Kinzel, E. C. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2522861">Toward DMD illuminated spatial-temporal modulated thermography.</a> Proc. SPIE 9861. , (2016).</li>
<li>Ravichandran, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Spatial+and+temporal+modulation+of+heat+source+using+light+modulator+for+advanced+thermography%22">Spatial and temporal modulation of heat source using light modulator for advanced thermography</a>. , Missouri University of Science and Technology. (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.mouser.com/ds/2/405/dlps013d-261248.pdf">DLP 0.55 XGA Series 450 DMD</a>. , TexasInstruments. (2015).</li>
<li>Application Note - DLP System Optics. , TexasInstruments. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=dlpa022&keyMatch=dlpa022&tisearch=Search-EN-Everything">http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=dlpa022&keyMatch=dlpa022&tisearch=Search-EN-Everything</a> (2010).</li>
<li>DLP LightCommander Control Software - User Manual. , LogicPD. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448">https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448</a> (2011).</li>
<li>White Paper - Laser Power Handling for DMDs. , TexasInstruments. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=dlpa027&fileType=pdf">http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=dlpa027&fileType=pdf</a> (2012).</li>
<li>Moench, H., et al. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2206439">High-power VCSEL systems and applications.</a> Proc. SPIE 9348. , (2015).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

הפרוטוקול המוצג מתאר כיצד לאתר פגמים מלאכותיים מתחת לפני השטח מונחים בניצב אל פני השטח. הרעיון המרכזי של השיטה הוא ליצור התערבות שדות גל תרמי אשר אינטראקציה עם פגם מתחת לפני השטח. השלבים החשובים ביותר הם: (i) לשלב SLM עם לייזר דיודה על מנת ליצור שתי דפוסי תאורה מתחלפים באנרגיה גבוהה על פני המדגם; דפוסים אלה מומרים photothermally לשדות גל תרמית קוהרנטית, (ii) לתת להם להתערב באופן הרסני תוך אינטראקציה עם פגם תת קרקעית, (iii) כדי לאתר פגמים אלה משטח סריקה של הטמפרטורה הדינמית של משטח...

הלייזר המוקרן לייזר תרמוגרפיה (LPPT) השיטה משמשת כדי לאתר פגמים מתחת לפני השטח, כי הם מוטבע בנפח של הדגימה הבדיקה מכוונת בעיקר בניצב על פני השטח שלה. השיטה משתמשת בהפרעה הרסנית של שני שדות גל אנטי-שלבי תרמי של אותו התארכות ותדירות כפי שמוצג באיור 1b . בחומרים איזוטרופיים נטולי פגם, הגלים התרמיים מנטרלים באופן הרסני ( כלומר אפס תנודה) במישור הסימטריה על ידי סופרפוזיציה קוהרנטית. במקרה של חומר עם פגמים מתחת לפני השטח, השיטה מנצלת את האינטראקציה של המרכיבים לרוחב ( כלומר, בתוך המטוס) בין זרימת החום הארעית לבין פגם זה. אינטראקציה זו יכולה להימדד על התארכות הטמפרטורה נדנדה מחדש מחדש על קו הסימטריה על פני השטח המדגם. עכשיו, מדגם המכיל מדגם נסרק על ידי שדה גל תרמי superposed ורמת התארכות הטמפרטורה נמדדת ביחס למיקום המדגם. בשל סימטריה, מצב ההפרעה ההרסנית מתבצע שוב כאשר הפגם חוצה את המטוס הסימטרי; זה מאפשר לנו לאתר את הפגם מאוד רגיש. יתר על כן, מאז רמת הפרעה מקסימלית של הפרעה הרסנית בקורלציה עם עומק הפגם, ניתן לקבוע את עומקה על ידי ניתוח סריקה טמפרטורה 1 . את LPPT ניתן להקצות את המתודולוגיה תרמוגרפיה פעיל, מבוססת היטב שאינו הרסני שיטה, שבו חימום חולף נוצר באופן פעיל וכתוצאה מכך, גם חולף, חלוקת הטמפרטורה נמדדת באמצעות מצלמה תרמית אינפרא אדום. באופן כללי, הרגישות של מתודולוגיה זו מוגבלת לליקויים אשר מכוונים בעיקר בניצב לזרימת החום הארעית. יתר על כן, מאז המשולב חולף חולף חום הולכה הוא differe חלקית פרבוליותמשוואה ntial, את זרימת החום לתוך נפח הוא חזק damped. כתוצאה מכך, עומק בדיקה של מתודולוגיה תרמוגרפיה פעיל מוגבל לאזור קרוב לפני השטח, בדרך כלל בטווח מילימטר. שתי הטכניקות הנפוצות ביותר של תרמוגרפיה פעילה הן פענוח ו - lock-in thermography. הם מהירים בשל תאורה משטחית אופטית 2 , אבל להוביל זרימת חום חולפת בניצב אל פני השטח. לכן, הרגישות של טכניקות אלה מוגבל ליקויים מקביל בכיוון מכוונת ( למשל delaminations או חללים) אל משטח המדגם מחומם. כלל אמפירי עבור תרמוגרפיה פעמונית קובע כי &quot;רדיוס הפגם הקטן ביותר הניתן לזיהוי צריך להיות לפחות פי שניים עד לעומק שלו מתחת לפני השטח&quot; 3 . כדי להגדיל את אזור האינטראקציה יעיל בין פגם בכיוון מכוונן ( למשל סדק) ואת זרימת החום, הכיוון של זרימת החום צריך להיותהשתנה. עירור מקומי, באמצעות לייזר ממוקד עם נקודה ליניארית או מעגלית למשל, מייצר זרימת חום עם רכיב בתוך המטוס כי הוא מסוגל לתקשר באופן יעיל עם פגם ניצב 4 , 5 , 6 , 7 . בשיטה המוצגת, אנו משתמשים גם ברכיבי זרימת החום לרוחב כדי לאתר פגמים מתחת לפני השטח, אך אנו משתמשים בעובדה שניתן לגשר על גלי תרמה, בעוד שהליקויים, במיוחד אלו המכוונים אנכית, מפריעים לסופרפוזיציה זו. בדרך זו, השיטה המוצגת דומה לשיטה ללא התייחסות, סימטרי ורגיש מאוד, שכן ניתן לזהות פגמים תת קרקעיים מלאכותיים ביחס רוחב / עומק של הרבה מתחת 8 , 9 . עד כה, היה קשה ליצור שני שדות גל תרמי אנטי בשלבים המספקים אנרגיה מספקת. השגנו זאת בY צימוד של אפנון אור מרחבי (SLM) ללייזר דיודה בעל הספק גבוה, אשר איפשר לנו למזג את הכוח האופטי הגבוה של מערכת הלייזר עם רזולוציה מרחבית וזמנית של ה- SLM (ראה איור 2 ) למקרן בעל הספק גבוה . שדות גל תרמי נוצרים כעת על ידי המרה photothermal של שני דפוסי קו מודולציה anti-phase סינוס אופטי דרך בהירות פיקסל של התמונה המוקרנת (ראה איור 2 , איור 1 א ). זה מוביל חימום מובנה של משטח המדגם ותוצאות מוגדרים היטב להפריע שדות גל תרמי. כדי למצוא פגם מתחת לפני השטח, הפרעה של ההסקה הרסנית נמדדת כמו תנודה הטמפרטורה על פני השטח באמצעות מצלמת IR. המונח גל תרמי, הוא שנוי במחלוקת כי גלים תרמיים לא להעביר אנרגיה בשל אופי מתפזר של התפשטות החום. ובכל זאת, יש התנהגות כמו גלים כאשר hea<html> Ting מעת לעת, ומאפשר לנו להשתמש הדמיון בין גלים אמיתיים תהליכי דיפוזיה 10 , 11 , 12 . לפיכך, גל תרמי ניתן להבין כמו מאוד damped בכיוון התפשטות אבל תקופתיים לאורך זמן ( איור 1b ). אורך אופייני תרמי דיפוזיה <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733eq1.jpg" /> מתואר בזאת על ידי תכונות החומר שלה (מוליכות תרמית k , קיבולת חום c p וצפיפות ρ ), ואת תדירות עירור ƒ. למרות הגל התרמי הוא מתפורר מאוד, הטבע גל שלה יכול להיות מיושם כדי לקבל תובנה המאפיינים של המדגם. היישום הראשון של הפרעות גל תרמי שימש כדי לקבוע את עובי השכבות. בניגוד לשיטה שלנו, אפקט ההפרעה שימש בממד עומק ( כלומר בניצב אל פני השטח)<html> Ref. &quot;13. הרחבת הרעיון של הפרעה למימד השני על ידי פיצול קרן לייזר, הפרעה גל תרמי שימש גודל הפגמים מתחת לפני השטח 14. עדיין שיטה זו יושמה בתצורת השידור, כלומר, זה היה מוגבל על ידי החדירה עומק של גל תרמי.יתר על כן, כי רק מקור לייזר אחד שימש, שיטה זו חלה הפרעה קונסטרוקטיבית, כלומר הפניה ללא התייחסות יש צורך.בנוסף לרעיון של שימוש הפרעות גל תרמי, הגישה הטכנית הראשונה מרחבית ו חימום מבוקר זמני בוצע על ידי הולטמן ואח &#39; באמצעות מקרן גביש נוזלי ללא שינוי (LCD) עם מקור האור המובנה, אשר היה מוגבל מאוד כוח התפוקה האופטי שלה 15. גישות נוספות על ידי Pribe ו Ravichandran מכוון להגדיל את אופטי כוח הפלט על ידי גם צימוד לייזר ל SLM 16 ,<html> S = &quot;xref&quot;&gt; 17. הפרוטוקול המוצג כאן מתאר כיצד ליישם את שיטת LPPT לאתר פגמים מתחת לפני הקרקע מונחה בניצב על פני השטח של דגימות פלדה. השיטה נמצאת בשלב מוקדם, אך חזקה מספיק כדי לאמת את הגישה המוצעת; עם זאת, הוא עדיין מוגבל במונחים של כוח הפלט האופטי השגה של ההתקנה הניסויית. מאז הגידול של כוח הפלט האופטי נשאר אתגר, השיטה המוצגת מוחל על פלדה מצופה המכיל מלאכותית פריקה חשמלית machches חריצים. אף על פי כן, הצעדים החשובים והקריטיים ביותר של הפרוטוקול, יצירת תאורה מובנית הומוגנית, עמידה בתנאים המוקדמים להפרעות גל תרמיות הרסניות ואיתור הפגם, עדיין מקיימים פגמים תובעניים יותר. מאז הכמות השולטת היא μL אורך דיפוזיה תרמית, שיטת LPPT ניתן להחיל על חומרים שונים רבים גם כן. Nt &quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig1.jpg" /> איור 1: עקרון השפעת ההפרעה ההרסנית. ( א ) סכמטי של דפוס תאורה בשימוש במהלך ניסויים. המדגם הוא מרחבי מחומם זמנית על ידי שני דפוסים מואר מדי פעם עם משמרת פאזה של π. הקו המקווקו מייצג את קו הסימטריה בין שתי הדפוסים. קו זה ישמש להערכה כ&quot;קו דלדול &quot;. ( ב ) דיאגרמה של תוצאה תרמית לסירוגין במרחב ובזמן נפתרה לסירוגין כפי שחושב מן הפתרון האנליטי של משוואת הולכה חום תרמית. זה מראה את הגלים התרמיים להגיב להארה של (א) עם אראדיאנס של שני דפוסים עם P Opt 1 = 1.5 W חטא (2π 0.125 Hz t ) + 1.5 ו P אופט 2 = 1.5 W חטא (2π 0.125 Hz t + Π) + 1.5 W עבור פלדה קונסטרוקטיבית </Em&gt; = 7,850 kg / m 3 , c p = 461 J / (kg · K), k = 54 W / (m · K). פרופיל הטמפרטורה בקו המקווקו אינו מציג תנודה תרמית עבור חומר איזוטרופי הומוגני. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig2.jpg" /> איור 2: סכמטי של עקרון המדידה של חימום מובנה המשמש תרמוגרפיה פעיל. קרן גאוס homogenized לפרופיל כובע העליון מוחל על אפנן אור מרחבי (SLM). ה- SLM פותר את הקורה באופן מרחבי על-ידי האלמנטים הניתנים לשינוי, וזמני המעבר שלהם. כל אלמנט מייצג פיקסל SLM. בניסוי זה, ה- SLM הוא מכשיר ראי דיגיטלי (DMD). על ידי מווסת את בהירות פיקסל A עם הזמן תוכנה שליטה דטרמיניסטית, משטח המדגםהוא מחומם בצורה מובנית. במקרה של הניסוי המוצג, אנו מווסתים שני קווים מנוגדים (Phase = 0, π), שהם המקור של הפרעה קוהרנטית של שדות גל תרמי בזווית התדר הזוויתי. שדות הגל אינטראקציה עם המבנה הפנימי של המדגם גם להשפיע על שדה הטמפרטורה על פני השטח. זה נמדד באמצעות קרינה תרמית שלה על ידי מצלמת אינפרא אדום באמצע גל. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table><tbody><tr><td>מערכת לייזר דיודה 500 W, 940 ננומטר</td><td>לייזר</td><td>LDM 500 - 20</td><td>לייזר פיילוט דרגה 2 @ 650&nbsp; nm, לייזר דיודה היא מערכת לייזר מסוג 4 - > דרושה מעבדה מיוחדת</td></tr><tr><td>תיבת בקרת לייזר</td><td>תיבת בקרת לייזר לייזר LDM</td><td></td><td>הוסף למערכת הלייזר, המשמשת למעבר אלקטרוני, סף לייזר, תריס, לייזר על 0 V.. סורק תיבת בקרה 5 V TTL</td></tr><tr><td></td><td>Laserline</td><td></td><td>הוסף למערכת הלייזר, המשמשת להתאמת עוצמת הפלט האופטית באמצעות אות אנלוגי מ-0&nbsp;V.. </td></tr><tr><td>תושבת לייזר סיבים 10 V 2 אינץ', f = 80 מ"מ</td><td>לייזר</td><td></td><td>הוסף למערכת הלייזר</td></tr><tr><td>מכשיר אקוויזיציה נתונים רב תכליתי (DAQ) + מסוף BNC</td><td>מכשירים לאומיים</td><td>NI-USB 6251</td><td>כרטיס ה-DAQ משמש להפעלת מצלמת ה-IR, &nbsp; ה-DLP Light Commander 5500, שליטה בלייזר ודיודה PDA 36A</td></tr><tr><td>תקן - PC&nbsp;</td><td></td><td></td><td>מחשב בקרה - כרטיס גרפי לשני מסכים, לפחות 4 x USB,</td></tr><tr><td>כבל</td><td></td><td></td> BNC <td>מבוסס Windows כבל סטנדרטי</td></tr><tr><td>כבל</td><td></td><td></td> HDMI <td>כבל סטנדרטי</td></tr> כבל <tr><td>מיקרו USB לכבל</td><td></td><td></td><td>סטנדרטי</td></tr><tr><td>LabVIEW 2013 SP1 מערכת פיתוח</td><td>מכשירים לאומיים</td><td></td><td>סביבת פיתוח לבקרת מכשירים</td></tr><tr><td>LPPT תוכנת בקרה</td><td>BAM</td><td></td><td>חלק מחבילת התוכנה LPPT על ידי LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>LPPT intensity&nbsp; תוכנה</td><td>BAM</td><td></td><td>חלק מחבילת התוכנה LPPT על ידי LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>תוכנת בקרת לייזר LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>חלק מחבילת התוכנה LPPT על ידי LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Matlab 2016b</td><td>MathWorks</td><td></td><td>לאחר עיבוד של נתוני</td></tr> <tr><td>המדידהתוכנת עיבוד לאחר LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>עיבוד לאחר של נתוני המדידה</td></tr><tr><td>בקרת מצלמת IR PC</td><td>InfraTec</td><td></td><td>Control PC מסופק על ידי מפיץ מצלמות</td></tr><tr><td>תוכנת בקרת מצלמת</td><td>IR InfraTec</td><td>Irbis 3 Professional</td><td></td></tr><tr><td>InfraTec SDK</td><td>InfraTec</td><td></td><td>Dynamic Link Library כממשק בין פורמט רכישת הנתונים המקורי של Infratec ו-Matlab</td></tr><tr><td>מצלמת IR</td><td>InfraTec</td><td>Image IR 8300</td><td>640 x 512, גלאי InSb מקורר, אורך גל 2&nbsp; &מיקרו;מ.. 5.7 ומיקרו; m, רעש = 20&nbsp; mK + אביזרים (כבל LAN, כבל כניסה/יציאה דיגיטלי, טבעת חלל, ספק כוח, מארז)</td></tr><tr><td>חצובה</td><td>Manfrotto</td><td>161MK2B</td><td></td></tr><tr><td>תושבת מצלמת IR</td><td>Manfrotto</td><td>405</td><td></td></tr><tr><td>ערכת פיתוח מקרן (PDK) לטכנולוגיית עיבוד אור דיגיטלי (DLP) (DLP Light Commander 5500)</td><td>Logic PD</td><td>DLP-LC-DLP5500-10R</td><td>DLP5500 מכשיר מיקרו-מראה דיגיטלי מבית Texas Instruments כלול, יש לפרק את מנוע האור והמארז</td></tr><tr><td>תוכנת בקרת PDK</td><td>Logic PD</td><td></td><td>כלול בעת המסירה, תוכנת בקרת DLP Light Commander</td></tr><tr><td>פלטפורמה מכנית עבור PDK</td><td>BAM</td><td></td><td>מתוצרת עצמית (140 x 230 x 420) mm3</td></tr>Power <tr><td>meter יחידת בקרת מד כוח</td><td>Ophir</td><td>Vega</td><td>ממשק USB</td></tr><tr><td>ראש מד הספק 30 W&nbsp;</td><td>אופיר</td><td>30(150)A-LP1-18</td><td>ראש מד כוח לקביעת שידור מערכת המקרן</td></tr><tr><td>ראש מד כוח 500 וואט</td><td>אופיר</td><td>FL500A</td><td>מד כוח לפיקוח תהליכים</td></tr><tr><td>בקר תנועה</td><td>ניופורט</td><td>ESP301</td><td>עם</td></tr><tr><td>שלב תרגום</td> ממשק USB <td>ניופורט</td><td>M-ILS200CC</td><td>מחובר לפוטודיודה ESP301</td></tr><tr><td>עם מגבר</td><td>Thorlabs</td><td>PDA 36A-EC</td> מסנן רפלקטיבי <td>תושבת 1 אינץ'</td></tr><tr><td>ND1</td><td>Thorlabs</td><td>ND10A</td><td>להרכבה על חור PDA 36A</td></tr><tr><td>1 אינץ'</td> <td>Thorlabs</td><td>P1000S</td><td>להרכבה על</td></tr><tr><td>לוח אב-טיפוס אופטי מאלומיניום</td> PDA 36A&nbsp;<td>Thorlabs</td><td>MB60120/M</td> <td>(1,200 מ"מ x 900 מ"מ)</td></tr><tr><td>בסיס עדשת פלאנו קמורה f = 200 מ"מ</td><td>Thorlabs</td><td>LA1979-B</td><td>מצופה ל-IR, עדשת טלסקופ ראשונה</td></tr><tr><td>עדשת פלאנו קמורה f = 75 מ"מ</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145-B</td><td>מצופה ל-IR, עדשת טלסקופ שנייה</td></tr><tr><td>שלב תרגום xy</td><td>ניופורט</td><td>M401</td><td>משמש להתאמת</td></tr><tr><td>טלקופה Beamsampler</td><td>Thorlabs</td><td>BSF20-B&nbsp;</td><td>מפצל את הפלט האופטי, המשמש להפחתת הקלט האופטי למערכת המקרן</td></tr><tr><td>מראה</td><td>Thorlabs</td><td>BB2-E03</td><td>מראה לצימוד הקרן</td></tr><tr><td>לשקע המעבדה</td> DLP Light Commander Heavy <td>Duty Thorlabs</td><td>L490</td><td>משמש לתושבת הסיבים ועל גבי השלב הליניארי למיקום הדגימה (2x)</td></tr><tr><td>PDK-objective&nbsp;</td><td>ניקון</td><td>ניקון AF Nikkor 50 מ"מ 1:1:8:D&nbsp;</td><td>מטרה עבור DLP Light Commander, 50 מ"מ</td></tr><tr><td>עדשת פלאנו קמורה f = 100 מ"מ</td><td>עדשת Thorlabs</td><td>LA1050 -B</td><td>מחוברת</td></tr><tr><td>לעדשה הדו-קמורה של Nikon Objective f = 60&nbsp; מ"מ</td><td>Thorlabs</td><td>LB1723 -B</td><td>עדשה שתוצמד לאובייקט ניקון על מנת לקבוע את השידור האופטי עם ראש המדידה 30 W</td></tr><tr><td>מראה זהב מוגנת בריבוע</td><td>Thorlabs</td><td>PFSQ20-03-M01</td><td></td></tr><tr><td>כרטיס חיישן IR בעוצמה גבוהה</td><td>Newport</td><td>F-IRC-HP-M</td><td>כרטיס חיישן לבדיקת המסלול האופטי</td></tr><tr><td>2 אינץ' כוונת</td><td>BAM</td><td></td><td>מתוצרת עצמית</td></tr><tr><td>1" כוונת</td><td>BAM</td><td></td><td>מתוצרת עצמית</td></tr><tr><td>ברמת Bullseye</td><td>Thorlabs</td><td>LCL01</td><td></td></tr><tr><td>שלב תרגום</td><td>ניופורט</td><td>M-UMR8.25</td><td>משמש למדידת פרופיל הקורה</td></tr><tr><td>בורג מיקרומטר</td><td>ניופורט</td><td>DM17-25</td><td>בשימוש עם שלב התרגום M-UMR8.25</td></tr><tr><td>צמצם אפס רכוב איריס</td><td>Thorlabs</td><td>ID75Z/M</td><td>המשמש לבדיקת האופטי </td></tr><tr><td>בסיסי מסלול ומחזיקי עמודים ערכת יסודות, רכיבים מטריים ואוניברסליים</td><td>Thorlabs</td><td>ESK01/M</td><td>עמודי בסיס</td></tr><tr><td>& ערכת יסודות אביזרים, רכיבים מטריים ואוניברסליים</td><td>Thorlabs</td><td>ESK03/M</td><td></td></tr><tr><td>M6 בורג כובע וערכת חומרה</td><td>Thorlabs</td><td>HW-KIT2/M</td><td></td></tr><tr><td>מסילות בנייה</td><td>Thorlabs</td><td>XE25L700/M</td><td></td></tr><tr><td>1 אינץ' קוביית בנייה</td><td>Thorlabs</td><td>RM1G</td><td>משמש להרכבת מסילות בנייה</td></tr><tr><td>עיבוד שבבי פריקה חשמלית</td><td>Sodick</td><td>AG60L</td><td>www.sodick.de</td></tr><tr><td>בלוק St37 של פלדה (100 x 100 x 40) mm3</td><td>BAM</td><td></td><td>תוצרת עצמית, פגם נסתר עם עובי דופן נותר של 0.25&nbsp; מ"מ, 0.5 מ"מ, 0.70 מ"מ, 1.25&nbsp; מ"מ (מוצג ב<חזק>איור 5</חזק>)</td></tr><tr><td>בלוק St37 מפלדה (100 x 100 x 40) מ"מ</td><td>BAM</td><td></td><td>תוצרת עצמית, פגם נסתר עם עובי דופן נותר של 1&nbsp; מ"מ, 1.5&nbsp; מ"מ, 1.75 מ"מ, 2 מ"מ (מוצג ב<חזק>איור 5</חזק>)</td></tr><tr><td>תרסיס גרפיט</td><td>CRC Industries Europe NV</td><td>GRAPHIT 33</td><td>Ref. 20760, 200 מ"ל תרסיס (Kontakt-Chemie)</td></tr><tr><td>סרט מגן</td><td>Tesa</td><td>tesakrepp 4348</td><td>המשמש להגנה על הפגמים הנסתרים בזמן הציפוי</td></tr></tbody></table>

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן photothermal thermography

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

השיטה המוצגת משמש לאיתור פגמים מתחת לפני השטח, באופן אופייני אל פני השטח. כדי להשיג זאת, אנו יוצרים הרסנית להפריע שדות גל תרמי מופרעים על ידי פגם. השפעה זו נמדדת ומשמשת לאיתור הפגם. אנו יוצרים את שדות הגל המפריעים באופן הרסני באמצעות מקרן שונה. מנוע האור המקורי של המקרן מוחלף בלייזר דיודה בעל הספק גבוה עם סיבים. הקורה שלה מעוצבת ומתאימה למודול האור המרחבי של המקרן וממוטבת לתפוקה אופטימלית אופטימלית ולהקרנה הומוגנית, על ידי אפיון פרופיל הקורה, ושנית, תיקון זה באופן מכני ומספרי. מצלמת אינפרא אדום (IR) בעלת ביצועים גבוהים מוגדרת על פי המצב הגיאומטרי הצר (כולל תיקונים בעיוותים הגיאומטריים) והדרישה לאתר תנודות טמפרטורה חלשות על פני השטח המדגם. רכישת נתונים ניתן לבצע פעם סינכרוןRonization בין הפרט שדה גל תרמי מקורות, את הבמה סריקה, ואת מצלמת אינפרא אדום הוא הוקם באמצעות הגדרת הניסוי ייעודי אשר צריך להיות מכוונן את החומר הספציפי הנחקר. במהלך עיבוד הנתונים, המידע הרלוונטי על נוכחותו של פגם מתחת לפני השטח של המדגם מופק. הוא נלקח מהחלק המתנודד של הקרינה התרמית הנרכשת שמקורה מה שנקרא קו דלדול של משטח המדגם. המיקום המדויק של הפגם הוא להסיק מניתוח של הצורה המרחבית-טמפורלית של תנודות אלה בשלב הסופי. השיטה היא ללא התייחסות רגיש מאוד לשינויים בתוך שדה גל תרמי. עד כה, השיטה נבדקה עם דגימות פלדה אבל הוא ישים לחומרים שונים, כמו גם, בפרט לחומרים רגישים לטמפרטורה.

בעקבות הפרוטוקול, בצד 1 של מדגם פלדה עם פגם מתחת לפני השטח בעומק של 0.25 מ&quot;מ נבחרה לייצר תוצאות נציג. הפגם הוצב בתחילה במרכזו של השטח המואר. המדגם הועבר מ -5 מ&quot;מ ל -5 מ&quot;מ דרך השלב הליניארי במהירות של 0.05 מ&quot;מ לשנייה. באמצעות פרמטרים אלה, איור 11 א מציג את נתוני הסריקה לאחר חילוץ אותם משורת הניקוז. בשלב זה, את ההצלחה של הניסוי ניתן להעריך, כמו הנתונים הגולמיים זמין תוכנת בקרת המצלמה IR כתצוגה מקדימה (אופציונלי: ה...

שיטה זו שואפת לאתר פגמים אנכיים תת קרקעיים. כאן, אנו זוג לייזר עם אפנן אור מרחבי ולהפעיל קלט הווידאו שלה לחמם משטח מדגם דטרמיניסטית עם שני קווי אנטי אפקט מודולציה בעת רכישת תמונות תרמית נפתרה מאוד. העמדה פגם הוא נלקח מן הערכת גל הפרעה מינימלית גל.

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

המטרה הכללית של שיטה זו היא להשתמש בחימום מובנה ובדימוי תרמי ברזולוציה גבוהה באופן לא פולשני וללא מגע, כדי לאתר פגמים תת-קרקעיים המכוונים בניצב לפני השטח של דגימת פלדה. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום הדימוי התרמי. לדוגמה, באיזה גודל ובאיזה עומק צריך להיות פגם כדי שניתן יהיה לזהותו.היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא היכולת לייצר שדות גלים תרמיים המתפשטים במישור התצפית, מה שהופך את הגישה לרגישה מאוד לפגמים בעלי אוריינטציה ניצבת. מערכת תרמוגרפיה פוטו-תרמית מוקרנת בלייזר זו מורכבת על לוח לחם למעבדה (bench top breadboard). מערכת זו עברה את מרבית שלבי ההכנה הנדרשים לשימוש בניסוי.בראש נתיב הקרן נמצא מקור הלייזר. סיב לייזר זה נתמך על ידי מתקן לסיב לייזר. לאחר מכן, טלסקופ מקטין את קוטר קרן הלייזר לגודל מתאים להמשך מסלול הקרן.מאחורי מדגם קרן הלייזר, ראש מד-עוצמה של 500 watt סופג חלק ניכר מאנרגיית הקרן כדי לאפשר ללייזר לפעול בעוצמה מלאה. ממדגם הקרן, הקרן ממשיכה באמצעות מראה אל ערכת פיתוח למקרן. זהו מקרן מסחרי מפורק שמאילו הוסרו מנוע האור והעדשות.עבור הניסוי, יש להקרין את הקרן במצב קולמט (collimate) כך שתחדור למקרן. לאחר מעבר דרך המקרן, הקרן תפגע בדגימה, שתותקן על במה להזזה (translation stage) המנוהלת על ידי מחשב. להשלמת מערך זה, השג עדשה בעלת אורך מוקד של 100 millimeter עבור המ

subsurface-defect-localization-structured-heating-using-laser

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנחנו הראו כי נגעים פיגמנט ממאיר עם פעילות מטבולית מוגברת לייצר כמויות מדידים של חום מדידת תגובת תרמית חולף של העור כדי עירור קירור מאפשר זיהוי כמותי של מלנומה סרטן העור השני (לעומת הלא שגשוג nevi) בשעה מוקדמת שלב של המחלה.

ויזואליזציה כמותי וזיהוי של סרטן העור באמצעות הדמיה תרמית Dynamic

מנגנון אישית מעוצב MRI תואם מבוסס לייזר חימום פותח כדי לספק חימום מקומי של גידולים תת עורית כדי להפעיל שחרורו של סוכנים מיפוזומים thermosensitive במיוחד באזור הגידול.

מכשירי חימום המבוסס על לייזר מותאם אישית המיועדים לשחרור עורר, ציספלטין מThermosensitive יפוזומים עם הדרכת תמונת תהודה מגנטית

יש אירופיום thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) קו הארה אופטית ב 612 ננומטר, אשר יעילות ההפעלה פוחתת מאוד עם הטמפרטורה. אם מדגם מכוסה מעטה דקה של חומר זה הוא-צלם מייקרו, 612 עוצמת התגובה הזורחת ננומטר ניתנת להמרת מפה ישירה של טמפרטורת פני מדגם.

ציפוי מיקרו-הדמיה תרמית ברזולוציה גבוהה באמצעות אירופיום Chelate פלורסנט

הגדרה ניסיונית מקורי לחימום תאים בצלחת תרבות באמצעות 1.94 מיקרומטר גל רציף הקרנת לייזר מוצג כאן. באמצעות שיטה זו, התגובות הביולוגיות של פיגמנט רשתית אפיתל (RPE) תאים לאחר חשיפות תרמיות שונות ניתן לחקור.

רציף גל תוליום לייזר עבור תאים תאים מתורבת לחקור אפקט תרמי נייד

לייזרים משמשים לעתים קרובות במחקרים של התגובה התאית לנזקי DNA. עם זאת, הם מייצרים נגעים אשר מרווח, תדירות, ואת התנגשויות עם מזלגות שכפולים נדירות מאופיינות. כאן, אנו מתארים גישה המאפשרת קביעת פרמטרים אלה עם crosslinks interstrand לייזר מקומי.

ניתוח מולקולה בודדת של מותאמת לשפה לייזר Psoralen Adducts

שיטת הניקור התרמופלסמוני משלבת מיקרוסקופ קונפוקלי, פינצטה אופטית וננו-חלקיקי זהב כדי לחקור תגובות חלבונים במהלך תיקון קרום פלזמה בתאים ובועיות חד-למלריות ענקיות. הטכניקה מאפשרת ניקוב מהיר ומקומי של הממברנה, ומאפשרת זיהוי חלבוני מפתח ותפקידם הפונקציונלי במנגנון המורכב לתיקון קרום הפלזמה.

גישה תרמופלסמונית לחקר תיקון קרום פלזמה בתאים חיים וקרומי מודל

מאמר זה מציג את הפרוטוקול להכנת פנטומים של רקמת גידול המשכפלים תכונות אופטיות לטיפול פוטותרמי פלזמוני. הוא מפרט הכנת פנטום, הערכות פוטותרמיות ואימות המודל המספרי שפותח המבוסס על מדידות טמפרטורה פוטותרמיות להערכת פרמטרים טיפוליים, ומציע אלטרנטיבה אתית וחסכונית למחקרי in vivo לבדיקות ראשוניות.

טיפול בסרטן פוטותרמי פלזמוני: פנטומים המחקים רקמת גידול משובצים בננו-חלקיקים להמחשת התפלגות טמפרטורה פוטותרמית

מוצגת שיטה להטלת טופוגרפיה של פני השטח של חומרים פולימריים מרוכבים סופגי אור, במיוחד אלסטומרים מגנטואקטיביים (MAEs), באמצעות מיקרו-עיבוד לייזר. שיטה זו מאפשרת גמישות רבה בעיצובים טופוגרפיים ובניית אב טיפוס מהיר. מודגמת דוגמה לבניית משטחי MAE, אפיון ותגובתם לשדה המגנטי החיצוני.

מיקרו-עיבוד לייזר לעיצוב טופוגרפיה של פני שטח פולימרים

מאמר זה מציג את טכניקת תרמורפלקרטנס בתחום התדר (FDTR) לאפיון ודימות תרמי מקומי לא הרסני.

טכניקת תרמורפלקטנס בתחום התדר למדידות תכונה תרמית

שיטת הניסוי לבחון את האבולוציה פלזמה מוקדם הנגרם על ידי לייזר UltraShort פולסים מתואר. באמצעות שיטה זו, תמונות באיכות גבוהה של פלזמה מוקדם מתקבלים עם החלטות של זמן ומרחב גבוהה. מודל הרומן atomistic משולב משמש כדי לדמות ולהסביר את מנגנוני פלזמה מוקדם.

חקירת Evolution פלזמה מוקדם בהשפעת לייזר UltraShort קטניות

למד לזהות פגמים תת קרקעיים בפלדה באמצעות חימום מובנה ותרמוגרפיה פוטותרמית לייזרית. שיטה זו מאפשרת גילוי רגיש של פגמים קטנים ועמוקים ללא הרס.

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography

גלה סרטונים נוספים